Om olika armeringsvävar

Senast uppdaterad den 2 maj 2012, 16 kommentarer

Armeringsväven behövs av tre skäl:

• Den står för det mesta av tvärskeppsstyrkan och ersätter på så vis spanten i traditionellt båtbygge.
• Den bildar ett segt/starkt membran som skyddar träytan mot mekanisk åverkan genom att fördela lokala krafter över ett större område.
• Den bildar tillsammans med epoxyn ett luft- och vattentätt skikt som kapslar in och skyddar träet mot fukt och träförstörande organismer.

Kraven på armeringsväven är därför komplexa. Den måste vara elastisk nog att följa träets rörelser men så styv att den väsentligt stabliliserar konstruktionen och "betalar för sin vikt". Den måste uppnå hållbar och permanent bindning med epoxy - inte bara gjutas in. För ett kanotskrov är bästa valet tunn glasfiberväv men jag får ofta frågor om inte Kevlar eller kolfiber skulle vara bättre.

Grundprincipen för all laminering med fiber och epoxi är att varje enskild fiber i fiberknippena skall vara omsluten av epoxi. Varje fiberknippe i en glasfiberväv innehåller omkring 400 fibrer med en diameter på ca 10 µ (1 µ = 1/1000 mm). Epoxiplasten måste ha god vätförmåga och en god vidhäftning till fibrerna. Samtidigt måste all innesluten luft pressas ut genom mekanisk bearbetning – antingen med kraftiga tag med gummispackel eller lite mer avancerat, med "vakuum bagging", vilket innebär att laminatet kläs in med en perforerad folie, ett "läskpapper" som suger upp överflödig epoxy och en tät plastfolie och att luften sedan sugs ur.

Glasfiber

Glasfiber är den vanligaste fibern i kompositsammanhang. Den rena fibern har en draghållfasthet på 3400 MPa (E-glas), men glas är i realiteten en mycket högviskös vätska och har en töjbarhet på ca 4,5%. Detta innebär att glasets elasticitetsmodul (E-modul) vid drag blir relativt låg. Ett riktvärde på E-modulen är 75 GPa. Glas har en relativt hög densitet, ca 2,6.

E-glas är normalglas (E står egentligen för "electrical grade" och har lite sämre hållfasthet men mycket god isolerförmåga). Det finns också S-glas (structural grade, konstruktionsglas, står kemiskt närmare SiO2 än E-glass), som är högprestandaglas. S-glas är lite svårare att väta ut med epoxi och har ett refraktionsindex som skiljer sig från epoxi – det blir inte riktigt transparent. Det används därför normalt inte till träbåtsbygge, utan mest till industriella specialapplikationer. S-glass ger en tåligare yta än E-glass och kan vara ett alternativ för den som prioriterar tålighet framför utseende – eller målar kajaken.

Vid köp av glasfiberväv måste man vara observant på hur väven är fixerad (fixeringen håller ihop väven vid hantering och skyddar mot fukt under lagring och transport). Det förekommer volan- och silanbehandling. Volandopad väv kräver normalt lösningsmedel i plasten och lämpar sig därför bäst i samband med poly-och vinylester. Silanbehandlad väv är lätt att väta ut med epoxi. Se därför till att den väv du köper är avsedd för epoxi (silanbehandlad) - enklast genom att du köper väven från epoxileverantören.

Volanväv är inte helt oanvändbar (om du skulle råka ha sådan) men räkna med att den kräver betydligt mer jobb för att få en hållbar bindning.

Vävtekniken är vanligen tuskaft (enkla fiberknippen i inslag och varp) eller tvill (dubbla knippen). Tvillväv är att föredra eftersom den dels är något mer formbar och därmed lättare att drapera över skrovet utan veck och dels har aningen lägre "bygghöjd" och följaktligen minskar epoxiåtgång och vikt. Tvillväven kan också ge bättre styrka eftersom fibrerna i väven har större böjradie.

Aramidfiber

Aramidfiber (t ex Kevlar) har en något lägre draghållfasthet än glas, men töjningen är mindre varför E-modulen för ett laminat med denna fiber blir högre än för glas. Töjningen ligger på ca 2,5% och E-modulen vid drag på 115 GPa. Aramidfiber har en bättre böjlighet än t.ex. glas. Laminat med aramidfiber kännetecknas av en mycket hög slaghållfasthet, och används därför bland annat till skottsäkra västar. Fibern är svår att skära, klippa och att häfta eller spika genom. Kevlar går inte att slipa – den blir luddigare ju mer man försöker och måste därför kläs med tunn glasfiberväv för att kunna ytbehandlas. Den är också svårt att väta ut och risken för delaminering vid påfrestning är stor – väven håller men släpper från underlaget. Den är ogenomskinligt gul och kan därför inte användas om man vill att träet skall synas. Densiteten är ca 1,45. Priset är ca 10 gånger högre än glasfiber.

Kolfiber

Kolfiber har blivit populärt i laminat på grund av den mycket höga styvhet som kan uppnås. Kolfiberns töjning ligger mellan 0,6 och 2,1%, och detta sammantaget med en draghållfasthet på ca 4000 MPa, ger en E-modul i storleksordningen 400 GPa. Kolfiber används sällan som enda armering eftersom slagtåligheten är låg och laminatet blir skört. Vanligt är en kombination med aramid och/eller glasfiber. Fibern är elektriskt ledande vilket kan vara en nackdel i vissa applikationer. Kolfiber är ogenomskinligt svart och kan inte användas om man vill att träet skall synas. Densiteten är ca 1,77. Priset är ca 40 gånger högre än glasfiber.

Den kajakbyggare som använder kolfiber för att minska vikten i t ex sittbrunnssargen lurar sig oftast själv. Eftersom kolfiber har lägre densitet blir volymen färdigt laminat högre och därmed även epoxiåtgången (under utvätning ökar glasfiberväv ca 200% i vikt, kolfiberväv ca 300% – med optimalt harts/väv-förhållande, annars ännu mer). Ett handupplagt kolfiberlaminat väger därför nästan alltid mer än motsvarande glasfiberlaminat. För att nå den möjliga viktminskningen är det normalt nödvändigt att vacuumforma laminatet.

Dynel och polypropylen

Fördelarna här är att de är billiga, lätta och mycket elastiska. En viktig nackdel är att de bara bidrar marginellt till styvhet och styrka – en annan att den låga densiteten gör att de tenderar att flyta upp i epoxyn och ge ojämn yta om man inte är mycket försiktig vid appliceringen. Tillsammans med lätta distansmaterial med stor tjocklek (50-100 mm) kan dessa fibrer ge mycket starka och tåliga laminat (se tex Sven Yrvinds Brisbåtar).

Summering

Allt sammantaget är därför ett tunt skikt vävd glasfibermatta den bästa kompromissen för kajaker och kanoter med den här beskrivna byggmetoden.

En mycket bra svensk sida om hartser och armeringsmaterial är fiber.get.to. Där finns det mesta från allmän information om användande, säkerhet, formbygge, data, jämförelser etc.